实验室概况
固体氧化物电池(SOC)既可以将碳氢化合物的化学能转换成电能,也可以将富余的可再生能源转化成化学能储存,同时将二氧化碳/水转换成合成气,是高效、洁净、环境友好的新能源技术。课题组目前主要进行SOFC的研究,包括SOC的制备、表征和性能研究,重点探索SOC电极电解质新材料,研究电极的电化学反应过程。课题组现有博士、硕士研究生18名,在研和即将启动的研究项目多项,强调基础和应用基础研究。课题组还同英国、澳大利亚、美国、香港相关的课题组建立了良好的合作关系,并联合壹石通等企业进行产品研发。
课题组现有条件
课题组具有丰富的无机非金属材料的研制、固体电化学、固态离子学、固态电池、无机膜等的研究经验,同时拥有材料制备、固体电化学研究、燃料电池表征所需的主要仪器和设备。
1. 电化学工作站(均含数据处理软件)
用于固体电化学、固态离子学和燃料电池研究,包括电解质导电率、界面极化比电阻(界面阻抗)、单电池I-V曲线、恒电压(恒电流)放电等电化学性能测试。
Solartron 1287A-1260A,电流2A,电压3V, 频率10μHz~32MHz
Solartron EnergyLab-XM:电流2A,电压8V,通过放大器可测试100A电流,频率10μHz~1MHz;
IM6e(德国Zahner):电流1A,电压2V,频率10μHz~1MHz;
IM6ex(德国Zahner):电流3A,电压2V,频率10μHz~3MHz;
Gamry4套:电流5A,电压2V,频率10μHz~1MHz;
Zennium(德国Zahner):电流2.5A,电压4V,频率10μHz~4MHz;
VersaSTAT VMC-4(美国)4通道电化学工作站,电流2A,电压10V,频率10μHz~1MHz;
CHI604A(上海辰华)2套:工作电流0.2A,频率10μHz~100KHz。
2. 其他固体电化学、固态离子学和燃料电池研究设备
Hp34401a(美国Hewlett Packard)直流四端子测试仪;
电流中断法测试装置(自组装,含Agilent E3610A, DSO with Logic Analyzer);
Agilent电子负载(6060B, 300W);
ECR法表面交换系数和扩散系数测量装置;
自行研制的浓差电池测试装置。
3. 材料制备设备和条件
美国TTC1200流延机;
冷等静压成型(LDJ-100/320-300, 300MPa);
压片机(MTI,16T,60T)4台;
行星式球磨机(QM-3SP2)2台;
滚筒球磨机(MSK-SFM-14B);
离心机(DL-5200);
抛光机(POL300,MTI);
KSL1700X高温炉(MTI,1700℃)5台;
GSL1600X可控气氛烧结炉(MTI,1600℃)2台;
1200℃以下管式和箱式电阻炉十多台;
烘箱、粘度计、酸度计、天平等常用设备若干。
4. 材料表征
自组装孔隙率测试装置;
自组装孔径大小与分布测试装置(0.01-20微米);
恒久HCT-2微机差热天平;
GC9750(Fuli)气相色谱。
NETZSCH N449F5同步热分析仪(德国),氧化、还原气氛的TG与DSC,测试温度上限1450℃。
Agilent 490 Micro GC便携式气相色谱仪(美国),可检测出O2,N2,CH4,C2H6等常见气体,检测限为0.5ppm。
5. 中国科学院能量转换材料重点实验室设备(研究生自主操作)
近常压X射线光电子能谱仪;
激光粒度分析仪Rise-2006;
热膨胀仪Netzsch Dil402c;
比表面孔径分析仪Beckman Coulter SA3100;
扫描电子显微镜多台;
X射线衍射仪多台。